CN109386272B - 超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法 - Google Patents
超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109386272B CN109386272B CN201710666011.7A CN201710666011A CN109386272B CN 109386272 B CN109386272 B CN 109386272B CN 201710666011 A CN201710666011 A CN 201710666011A CN 109386272 B CN109386272 B CN 109386272B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- function
- objective function
- well spacing
- well
- reasonable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 title description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000011161 development Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 7
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 4
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 4
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 2
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012067 mathematical method Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 238000013077 scoring method Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/30—Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本发明涉及一种超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法，涉及油气藏开发技术领域，用于解决现有技术中存在的最优开发井网没有综合考虑经济效益最大化、采收率最大化及具有一定稳产期的多个目标的技术问题。本发明的方法包括建立礁滩相气藏合理井距的多目标函数的步骤；建立约束条件函数的步骤以及根据约束条件函数求解多目标函数的步骤；通过建立约束条件函数对多目标函数进行求解，获得的最优化合理井距所对应的多目标函数的值，能够同时满足利润最大、采收率最大以及稳产期最大，因此该最优化合理井距可为油田的勘探提供有价值的指导依据，从而获得良好的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及油气藏开发技术领域，特别地涉及一种超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法。
背景技术
目前确定合理井距的技术有很多种，比如单井产能法、合理采气速度法、动态预测法、井控储量反推法，但是这些方法没有在统筹考虑各因素的共同影响的基础上确定合理井距，因此获得的合理井距并不是最优解，并不能为油气的勘探提供有价值的指导依据。
在超深层(即目的层埋深大于6000m)礁滩相的勘探中，人们希望获得的最优开发井网能够获得同时满足济效益最大、采收率最大及具有一定稳产期这三个目标，因此人们开始关注应用多目标方法确定最优化合理井距。现有的方法例如通过已开发油田优化及极限井网密度的公式进行计算，以及以经济效益为中心、适合混合井网特点的合理井网密度确定模型，即改进的多目标优化模型等，但是上述的方法均未综合考虑经济效益最大化、采收率最大化及具有一定稳产期这三个目标。
发明内容
本发明提供一种不同采集参数超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法，用于解决现有技术中存在的最优开发井网没有综合考虑经济效益最大化、采收率最大化及具有一定稳产期的多个目标的技术问题。
本发明提供一种不同采集参数超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法，包括以下步骤：
建立礁滩相气藏合理井距的多目标函数Fi(x)；
建立所述多目标函数Fi(x)的约束条件函数Gi(x)；
通过所述约束条件，对所述多目标函数Fi(x)进行求解，获得最优化合理井距，所述最优化合理井距对应的所述多目标函数Fi(x)的值为最优值，所述多目标函数Fi(x)的最优值同时满足利润最大的目标、采收率最大的目标以及稳产期最大的目标；
其中，x为合理井距，km；
i为参量，i取值为1，2和3。
在一个实施方式中，所述多目标函数Fi(x)包括第一目标函数F1(x)、第二目标函数F2(x)和第三目标函数F3(x)，其中，所述第一目标函数F1(x)用于表示利润与合理井距之间的关系，所述第二目标函数F2(x)用于表示采收率与合理井距之间的关系，所述第三目标函数F3(x)用于表示稳产期与合理井距之间的关系；
所述约束条件函数Gi(x)包括第一约束条件函数G1(x)、第二约束条件函数G2(x)和第三约束条件函数G3(x)，其中，所述第一约束条件函数G1(x)为合理井距x与经济极限井距xeco之间的关系，所述第二约束条件函数G2(x)为合理井距x与压力波及范围ri之间的关系，所述第三约束条件函数G3(x)为合理井距x与单井产量q之间的关系。
在一个实施方式中，将所述多目标函数Fi(x)线性化，获得单目标函数F(x)，其中所述单目标函数F(x)满足下列定义式：
其中，λ1为所述第一目标函数F1(x)的权重；
λ2为所述第二目标函数F2(x)的权重；
λ3和所述第三目标函数F3(x)的权重。
在一个实施方式中，对所述多目标函数Fi(x)进行求解包括以下步骤：
S31：构建辅助函数P(x，Mk)，其中，P(x，Mk)满足下列定义式：
其中，G1(x)为第一约束条件函数；
G2(x)为第二约束条件函数；
G3(x)为第三约束条件函数；
Mk为判别函数，取值为0或1；
S32：通过判别函数处理方法，获得辅助函数P(x，Mk)的最大值；所述判别函数处理方法为：当输入一个井距时，若其符合一个约束条件，则Mk为1；若其不符合约束条件，则Mk为0；
S33：根据所述辅助函数P(x，Mk)的定义式，获得所述单目标函数F(x)的最大值；
S34：根据所述单目标函数F(x)的定义式，获得所述多目标函数Fi(x)的最大值；
S35：通过所述多目标函数Fi(x)的最大值，对所述多目标函数Fi(x)进行求解，获得所述最优化井距。
在一个实施方式中，所述第一目标函数F1(x)满足下列定义式：
其中，Qc为稳产年产量，107m3；
dt为第t年产量变化系数，小数；
Pt为油气价格，元/(103m3)；
n为商品率，小数；
rc为税金及附加比率，％；
t为开发时间，年；
T为经济开采期，年；
It为单井新增投资，万元；
Covt为单位变动操作成本，元/(103m3)；
Soft为固定操作费用，万元/年；
Vt为年采气速度，小数；
ic为基准收益率，小数；
A为含气面积，km2；
L为井区水平段的长度，km。
在一个实施方式中，所述第二目标函数F2(x)满足下列定义式：
F2(x)＝maxER
其中，ER为气藏采收率；
所述气藏采收率ER满足下列定义式：
根据谢尔卡乔夫公式，所述气藏采收率ER满足下列定义式：
其中，
ED为驱油效率，小数；
Ka为平均空气渗透率，10-3μm2；
VO为评价期间平均可采储量年采油速度，小数；
L为井区水平段的长度，km。
在一个实施方式中，所述第三目标函数F3(x)满足下列定义式：
F3(x)＝maxtpsp
其中，tpsp为稳产期，所述稳产期tpsp满足下列定义式：
其中，Rec为采出程度；
qD为采气速度。
在一个实施方式中，所述第一约束条件函数G1(x)为：x>xeco；
所述第二约束条件函数G2(x)为：x<ri；
所述第三约束条件函数G3(x)为：
x∈X规定单井产量法(q，tpsp)
其中，q为单井产量，103m3/天。
在一个实施方式中，所述经济极限井距xeco满足下列定义式：
其中，
N为地质储量，107m3；
A为含气面积，km2；
Pt为油气价格，元/(103m3)；
n为商品率，小数；
rc为税金及附加比率，％；
Tr为资源税，元/(103m3)；
t为开发时间，年；
T为经济开采期，年；
It为单井新增投资，万元；
Covt为单位变动操作成本，元/(103m3)；
Soft为固定操作费用，万元/年；
Vt为年采气速度，小数；
ic为基准收益率，小数。
在一个实施方式中，所述压力波及范围用储层的合理动用半径ri表示，所述合理动用半径ri满足下列定义式：
其中，k为渗透率，md；
t为气井开井生产造成压降的时间，小时；
μ为储层中流体的粘度，mPa·s；
Φ为储层的孔隙度，小数；
Ct为地层总压缩系数，MPa-1。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)通过建立约束条件函数对多目标函数进行求解，获得的最优化合理井距所对应的多目标函数的值，能够同时满足利润最大、采收率最大以及稳产期最大，因此该最优化合理井距可为油田的勘探提供有价值的指导依据，从而获得良好的社会效益和经济效益。
(2)提供了一种多目标函数的求解方法，即通过将多目标函数线性化，将无量纲的多目标函数通过加权转化为单目标函数；并引入辅助函数，以获得多目标函数的最优解，其求解过程更为简单。
(3)以数模为基础，建立了不同井型对应的稳产期的确定方法，从而为多目标函数的求解提供有力的支撑。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。
图1是本发明的实施例中的超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法的流程图；
图2是本发明的实施例中井控半径与稳产期末采出程度关系图；
图3是本发明的实施例中不同井型以及不同井距辅助函数的变化曲线图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种不同采集参数超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法，该方法是以最大化经济效益为主要指导思想，以经济界限井距、动用半径、规定单井产能为约束条件，通过数值模拟与经济评价相结合，获得最优合理井距。
下面以元坝超深层礁滩相气藏为例，对本发明的方法进行具体的说明。
第一步：建立礁滩相气藏合理井距的多目标函数Fi(x)，其中，x为合理井距，km；i为参量，i取值为1，2和3。
具体地，多目标函数Fi(x)包括第一目标函数F1(x)、第二目标函数F2(x)和第三目标函数F3(x)，其中，第一目标函数F1(x)用于表示利润与合理井距之间的关系，第二目标函数F2(x)用于表示采收率与合理井距之间的关系，第三目标函数F3(x)用于表示稳产期与合理井距之间的关系。
下面，对上述的三个目标函数分别进行具体的说明。
首先，由于礁滩相气藏埋藏深，高含硫，经济界限储量高，实现利润最大化是最优化目标中的首要目标。因此，建立礁滩相气藏最优化井距第一目标函数F1(x)为获得最大利润。第一目标函数F1(x)通过现金流量法把合理井距与现金流量净现值联系起来。即第一目标函数F1(x)满足下列定义式：
其中，Qc为稳产年产量，107m3；
dt为第t年产量变化系数，小数；
Pt为油气价格，元/(103m3)；
n为商品率，小数；
rc为税金及附加比率，％；
t为开发时间，年；
T为经济开采期，年；
It为单井新增投资，万元；
Covt为单位变动操作成本，元/(103m3)；
Soft为固定操作费用，万元/年；
Vt为年采气速度，小数；
ic为基准收益率，小数；
A为含气面积，km2；
L为井区水平段的长度，km。
在上述第一目标函数F1(x)的定义式中，S＝(πx2+2Lx)-1，S为井网密度，井/km2。
当井型为直径时，L为0，则上述第一目标函数F1(x)的定义式如下：
其次，由于礁滩相气藏储层以Ⅱ、Ⅲ类为主，其物性差，可动用范围小。因此确定最优化合理井距要考虑通过布置合理井距获得气藏的最大采收率。其中，采收率为油田采出的油量与地质储量的百分比。因此，建立礁滩相气藏最优化合理井距的第二目标函数F2(x)为实现最大采收率。第二目标函数F2(x)通过物质平衡方法把合理井距与采收率联立起来。即第二目标函数F2(x)满足下列定义式：
F2(x)＝maxER
其中，ER为气藏采收率。
具体地，根据谢尔卡乔夫公式，所述气藏采收率ER满足下列定义式：
其中，
ED为驱油效率，小数；
Ka为平均空气渗透率，10-3μm2；
VO为评价期间平均可采储量年采油速度，小数；
L为井区水平段的长度，km。
对ER的定义式进行微分，并在等式两端同乘储量丰度NA(108m3/km2)可得：
其中，NK为单位面积内单位井网密度可采储量增值，它与储量丰度、驱气效率成正比，和井网密度平方成反比，108m3/km2；
NA为储量丰度，108m3/km2；
f为井网密度导数，井/km2；f与S之间的关系为：f＝1/S＝πx2+2Lx，当井型为直井时，L为0。
即直井对应的井网密度导数f的定义式为：f＝πx2。
即水平井对应的井网密度导数f的定义式为：f＝πx2+2Lx。
例如，在元坝超深层礁滩相气藏中，由气水相对渗透率求得平均驱气效率为0.65。根据上述公式，可计算得到井网密度S、采收率ER及可采储量增值NK的关系,如表1和图2所示。
表1井网密度导数f、采收率ER和可采储量增值NK的数值列表
由图2中各曲线随井网密度导数f变化趋势，可以找到可采储量增值NK与井网密度导数f之间的关系式为：
NK＝-41.548f3+50.953f2-21.491f+3.35
最后，由于礁滩体分布不规则，丰度差异大，井控储量低，稳产难度大，因此确定最优化合理井距要考虑通过布置合理井距的气藏以获得最大化的稳产期。因此，建立礁滩相气藏最优化井距第三目标函数F3(x)为实现稳产期最大。第三目标函数F3(x)把合理井距与稳产期联立起来。即第三目标函数F3(x)满足下列定义式：
F3(x)＝maxtpsp
其中，tpsp为稳产期。
具体地，稳产期tpsp满足下列定义式：
其中，Rec为采出程度；
qD为采气速度。
针对元坝超深层礁滩相气藏，通过数值模拟方法，建立不同井型稳产期末采出程度与井控半径渗透率关系图，如图2所示。
图2显示了不同井控半径下，两种井型(即直径和水平井)对应的稳产期末采出程度。
进一步地，元坝超深层礁滩相气藏不同井型对应的稳产期末采出程度与井控半径渗透率之间的关系式不同。
具体地，当井型为水平井时，采出程度Rec满足下列定义式：
Rec＝-2e-0.5x2+0.011k-0.698x+31.66lnk+71.10
具体地，当井型为直井时，采出程度Rec满足下列定义式：
Rec＝-2e-0.5x2+0.2859k·x+89.75lnk+197.17
其中，k为渗透率，md。
综上所述，以最优化理论为基础，考虑经济效益最大、采收率最大以及稳产期最大三个目标，建立动态优化数学模型，如下述的三个关系式：
F2(x)＝maxER
F3(x)＝maxtpsp
第二步，建立多目标函数Fi(x)的约束条件函数Gi(x)。
该约束条件函数Gi(x)包括第一约束条件函数G1(x)、第二约束条件函数G2(x)和第三约束条件函数G3(x)，其中，第一约束条件函数G1(x)为合理井距x与经济极限井距xeco之间的关系，第二约束条件函数G2(x)为合理井距x与压力波及范围ri之间的关系，第三约束条件函数G3(x)为合理井距x与单井产量q之间的关系。
下面对上述的三个约束条件分别进行具体的说明。
首先，第一约束条件函数G1(x)为合理井距x与经济极限井距xeco之间的关系。
具体来说，是合理井距x大于经济极限井距xeco，即x>xeco。
经济极限井距xeco满足下列定义式：
其中，
N为地质储量，107m3；
A为含气面积，km2；
Pt为油气价格，元/(103m3)；
n为商品率，小数；
rc为税金及附加比率，％；
Tr为资源税，元/(103m3)；
t为开发时间，年；
T为经济开采期，年；
It为单井新增投资，万元；
Covt为单位变动操作成本，元/(103m3)；
Soft为固定操作费用，万元/年；
Vt为年采气速度，小数；
ic为基准收益率，小数。。
元坝超深层礁滩相气藏的不同井型基本能井控宽度在1.58～2.13km之间的礁体。经济极限井距xeco计算结果如表2所示，直井要求的经济极限井距xeco为0.9～1.53km；大斜度井要求的经济极限经济井距xeco为1.09～1.82km；水平井要求的经济极限井距xeco为1.46～2.42km。
表2元坝超深层礁滩相气藏不同井区经济井控范围计算表
其次，第二约束条件函数G2(x)为合理井距x与压力波及范围ri之间的关系。
具体来说，是合理井距x小于通过试井分析评价的压力波及范围ri，即x<ri。
在本发明中，压力波及范围ri即储层的合理动用半径，其中，ri满足下列定义式：
其中，k为渗透率，md；
t为气井开井生产造成压降的时间，h；
μ为储层中流体的粘度，mPa·s；
Φ为储层的孔隙度，小数；
Ct为地层总压缩系数，MPa-1。
为了确定元坝长兴组气藏的合理井距，应用埃洛弗尔(Earlougher)提出的试井分析方法，计算不同类型储层气井波及范围。数值模拟结果表明：渗透率越低，***地层压力越高，***动用越差。计算结果表明：Ⅲ类储层合理动用半径为500m左右，Ⅱ类储层的合理动用半径为1000m左右，Ⅰ类储层的合理动用半径为1500m左右。
最后，第三约束条件函数G1(x)为合理井距x与单井产量q之间的关系。即合理井距x属于规定单井产量法确定的合理井距的集合：
x∈X规定单井产量法(q，tpsp)
由于气藏开发还要考虑气井产量及稳产期，因此根据单井配产，按稳产期末采出可采储量计算出单井控制储量，依据储量丰度及不同礁体平均发育宽度计算不同井区的合理井距。
计算元坝长兴组气藏不同井区不同单井配产合理井距(其中，稳产8年采出可采储量为45％)，如表2所示。按照40万方/天配产，考虑稳产的气井合理井距要求在1.82～2.59km，其中①号礁带合理井距3.03km，②号礁带合理井距2.41km，③号礁带合理井距1.82km，④号礁带2.59km。②、④号礁带应采用大斜度井及水平井开发，③号礁带可考虑采用直井、大斜度井、水平井开发。
表2元坝气田不同单井配产下不同区块合理井距图版
第三步，通过上述的约束条件函数Gi(x)，对多目标函数Fi(x)进行求解，以获得最优化合理井距，最优化合理井距对应的多目标函数Fi(x)的值为最优值，该多目标函数Fi(x)的最优值同时满足利润最大的目标、采收率最大的目标以及稳产期最大的目标。
由于多目标函数Fi(x)难于求解达到最优化的目的。因此本发明将多目标优化模型无量纲化，再通过模糊数学方法对各多目标进行权重分析，将无量纲的多目标函数通过加权转化为单目标优化问题。
下面对多目标函数Fi(x)的求解方法进行具体的说明。
首先，将多目标函数Fi(x)线性化，获得单目标函数F(x)，其中单目标函数F(x)满足下列定义式：
其中，λ1为所述第一目标函数F1(x)的权重；
λ2为所述第二目标函数F2(x)的权重；
λ3和所述第三目标函数F3(x)的权重。
对于上述的三个目标函数，线性化的加权值，存在许多模糊性。例如，在同一气藏不同礁滩相储层中，各种最优化函数影响因素各不相同，生物礁结构模式、储层物性、井型等均影响最终井距的确定。因此，对三个目标函数的评价，应用模糊数学的方法更为合理。
模糊综合评判的数学模型，有以下四个要素，分别是
(1)因素集U＝{u1，u2，…，un}；
(2)判断集V＝{v1，v2，…，vn}；
(3)单因素判断，即对单个因素ui(i＝1，2，…，n)的评判。其结果是得到V上的模糊集合(ri1，ri2，…，rim)，它是从U到V的一个模糊映射。
即：
f：U→Φ(V)
ui|→(ri1,ri2,…rim)
进而可以得到模糊关系R。用模糊矩阵表示这个模糊关系如下：
(4)权重集A＝(a1，a2，…，an)。它是U上的模糊集合。
模糊综合评判的基本模型是A·R＝B，其中B就是模糊综合评判的结果。
以元坝礁滩相储层评价为基础，其中，
U＝{最大利润，最大采收率，最大稳产期}；
V＝{严重，较严重，一般，不严重}。
综合考虑各因素的算子与两种算子对上述第一目标函数F1(x)、第二目标函数F2(x)以及第三目标函数F3(x)进行综合评判。
用专家评分的方法给出优选的权重，即优选的权重为：
第一目标函数F1(x)的权重λ1为0.77；第二目标函数F2(x)的权重λ2为0.10；第三目标函数F3(x)的权重λ3为0.13。
将权重代入上述单目标函数F(x)的定义式中可得：
其次，构造辅助函数。
在处理多约束条件时，通过建立评判函数，将不等式约束条件非线性优化问题转化为无约束的线性问题，可实现目标函数的求解。
具体来说，首先，利用目标函数和约束函数构造辅助函数P(x，Mk)，其中，P(x，Mk)满足下列定义式：
其中，G1(x)为第一约束条件函数；
G2(x)为第二约束条件函数；
G3(x)为第三约束条件函数；
Mk为判别函数，取值为0或1；
且所述辅助函数P(x，Mk)具有以下的性质：当输入一个井距时，若其符合一个约束条件，则打分为1；若其不符合约束条件，则打分为0。
其次，通过判别函数处理方法，获得辅助函数P(x，Mk)的最大值。
具体地，判别函数处理方法为：当输入一个井距时，若其符合一个约束条件，则Mk为1；若其不符合约束条件，则Mk为0。
再次，根据辅助函数P(x，Mk)的定义式，获得单目标函数F(x)的最大值。
根据元坝地质特征建立不同储层类型的数值模型，设计不同井型、不同井距，预测开发指标。将数值模拟结果带入上述辅助函数P(x，Mk)的定义式中，线性化处理得到单目标函数F(x)。
再次，根据单目标函数F(x)的定义式，获得多目标函数Fi(x)的最大值；
最后，通过多目标函数Fi(x)的最大值，对多目标函数Fi(x)进行求解，获得所述最优化井距。
叠加后获得辅助函数计算结果，如图3所示。
综合上述结果，对于连片分布，连通性较好的礁滩相储层直井合理井距为1800～2000m，大斜度井合理井距2000～2200m，水平井合理井距2000～2400m(不含水平段)。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (7)
1.一种超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
建立礁滩相气藏合理井距的多目标函数Fi(x)；
建立所述多目标函数Fi(x)的约束条件函数Gi(x)；
通过约束条件，对所述多目标函数Fi(x)进行求解，获得最优化合理井距，所述最优化合理井距对应的所述多目标函数Fi(x)的值为最优值，所述多目标函数Fi(x)的最优值同时满足利润最大的目标、采收率最大的目标以及稳产期最大的目标；
其中，x为合理井距，km；
i为参量，i取值为1，2和3；
第一目标函数F1(x)满足下列定义式：
其中，Qc为稳产年产量，107m3；
dt为第t年产量变化系数，小数；
Pt为油气价格，元/(103m3)；
n为商品率，小数；
rc为税金及附加比率，％；
t为开发时间，年；
T为经济开采期，年；
It为单井新增投资，万元；
Covt为单位变动操作成本，元/(103m3)；
Soft为固定操作费用，万元/年；
Vt为年采气速度，小数；
ic为基准收益率，小数；
A为含气面积，km2；
L为井区水平段的长度，km；
第二目标函数F2(x)满足下列定义式：
F2(x)＝maxER
其中，ER为气藏采收率；
根据谢尔卡乔夫公式，所述气藏采收率ER满足下列定义式：
其中，
ED为驱油效率，小数；
Ka为平均空气渗透率，10-3μm2；
VO为评价期间平均可采储量年采油速度，小数；
L为井区水平段的长度，km；
第三目标函数F3(x)满足下列定义式：
F3(x)＝maxtpsp
其中，tpsp为稳产期，所述稳产期tpsp满足下列定义式：
其中，Rec为采出程度；qD为采气速度，并采用数值模拟方法建立一定井控半径渗透率下采出程度Rec与合理井距x的函数关系。
2.根据权利要求1所述的超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法，其特征在于，所述多目标函数Fi(x)包括第一目标函数F1(x)、第二目标函数F2(x)和第三目标函数F3(x)，其中，所述第一目标函数F1(x)用于表示利润与合理井距之间的关系，所述第二目标函数F2(x)用于表示采收率与合理井距之间的关系，所述第三目标函数F3(x)用于表示稳产期与合理井距之间的关系；
所述约束条件函数Gi(x)包括第一约束条件函数G1(x)、第二约束条件函数G2(x)和第三约束条件函数G3(x)，其中，所述第一约束条件函数G1(x)为合理井距x与经济极限井距xeco之间的关系，所述第二约束条件函数G2(x)为合理井距x与压力波及范围ri之间的关系，所述第三约束条件函数G3(x)为合理井距x与单井产量q之间的关系。
3.根据权利要求1或2所述的超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法，其特征在于，将所述多目标函数Fi(x)线性化，获得单目标函数F(x)，其中所述单目标函数F(x)满足下列定义式：
其中，λ1为所述第一目标函数F1(x)的权重；
λ2为所述第二目标函数F2(x)的权重；
λ3为所述第三目标函数F3(x)的权重。
4.根据权利要求3所述的超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法，其特征在于，对所述多目标函数Fi(x)进行求解包括以下步骤：
S31：构建辅助函数P(x，Mk)，其中，P(x，Mk)满足下列定义式：
其中，G1(x)为第一约束条件函数；
G2(x)为第二约束条件函数；
G3(x)为第三约束条件函数；
Mk为判别函数，取值为0或1；
S32：通过判别函数处理方法，获得辅助函数P(x，Mk)的最大值；所述判别函数处理方法为：当输入一个井距时，若其符合一个约束条件，则Mk为1；若其不符合约束条件，则Mk为0；
S33：根据所述辅助函数P(x，Mk)的定义式，获得所述单目标函数F(x)的最大值；
S34：根据所述单目标函数F(x)的定义式，获得所述多目标函数Fi(x)的最大值；
S35：通过所述多目标函数Fi(x)的最大值，对所述多目标函数Fi(x)进行求解，获得所述最优化井距。
5.根据权利要求2所述的超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法，其特征在于，所述第一约束条件函数G1(x)为：x>xeco；
所述第二约束条件函数G2(x)为：x<ri；
所述第三约束条件函数G3(x)为：
x∈X规定单井产量法(q，tpsp)
其中，q为单井产量，103m3/天，即合理井距x属于规定单井产量法确定的合理井距的集合。
6.根据权利要求5所述的超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法，其特征在于，所述经济极限井距xeco满足下列定义式：
其中，
N为地质储量，107m3；
A为含气面积，km2；
Pt为油气价格，元/(103m3)；
n为商品率，小数；
rc为税金及附加比率，％；
Tr为资源税，元/(103m3)；
t为开发时间，年；
T为经济开采期，年；
It为单井新增投资，万元；
Covt为单位变动操作成本，元/(103m3)；
Soft为固定操作费用，万元/年；
Vt为年采气速度，小数；
ic为基准收益率，小数。
7.根据权利要求5或6所述的超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法，其特征在于，所述压力波及范围ri满足下列定义式：
其中，k为渗透率，md；
t为气井开井生产造成压降的时间，小时；
μ为储层中流体的粘度，mPa·s；
Φ为储层的孔隙度，小数；
Ct为地层总压缩系数，MPa-1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710666011.7A CN109386272B (zh) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | 超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710666011.7A CN109386272B (zh) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | 超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109386272A CN109386272A (zh) | 2019-02-26 |
| CN109386272B true CN109386272B (zh) | 2021-05-14 |
Family
ID=65413432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710666011.7A Active CN109386272B (zh) | 2017-08-07 | 2017-08-07 | 超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109386272B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112459763A (zh) * | 2019-09-06 | 2021-03-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 气田中气井的优化布置方法及装置 |
| CN112101672B (zh) * | 2020-09-22 | 2023-05-26 | 郑州铁路职业技术学院 | 一种基于粒子群优化算法的气田群协同开发优化方法 |
| CN113486537B (zh) * | 2021-08-04 | 2022-09-23 | 中国石油大学(北京) | 一种基于气水交替驱油的井距设计方法、装置及设备 |
| CN115467650B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-08-22 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油藏立体井网开发参数的多元协同优化方法及*** |
| CN116384166B (zh) * | 2023-06-05 | 2023-08-04 | 西南石油大学 | 气藏注气提采与协同建库优化方法、***、设备及介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201763309U (zh) * | 2010-04-26 | 2011-03-16 | 徐萍 | 一种水平井立体叠加井网结构 |
| CN104141481A (zh) * | 2013-05-06 | 2014-11-12 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种超低渗透致密油藏水平井布井方法 |
| US20150142318A1 (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-21 | Schlumberger Technology Corporation | Wellbore Pipe Trip Guidance and Statistical Information Processing Method |
| CN104747147A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-07-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种水驱开发油藏井网注采关系确定方法 |
| CN106874560A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-06-20 | 北京师范大学 | 一种傍河水源地优化布井方法 |
-
2017
- 2017-08-07 CN CN201710666011.7A patent/CN109386272B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201763309U (zh) * | 2010-04-26 | 2011-03-16 | 徐萍 | 一种水平井立体叠加井网结构 |
| CN104141481A (zh) * | 2013-05-06 | 2014-11-12 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种超低渗透致密油藏水平井布井方法 |
| US20150142318A1 (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-21 | Schlumberger Technology Corporation | Wellbore Pipe Trip Guidance and Statistical Information Processing Method |
| CN104747147A (zh) * | 2015-03-24 | 2015-07-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种水驱开发油藏井网注采关系确定方法 |
| CN106874560A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-06-20 | 北京师范大学 | 一种傍河水源地优化布井方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于***的低渗透油田开发井网优化研究;朱明霞 等;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》;20130215;参见正文第2章、第3章 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109386272A (zh) | 2019-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109386272B (zh) | 超深层礁滩相气藏合理井距多目标优化方法 | |
| CN111441758B (zh) | 页岩油气甜点区的预测方法及装置 | |
| CN109441422B (zh) | 一种页岩气井间距优化开采方法 | |
| CN112561144B (zh) | 一种致密油压裂水平井产能主控因素评判与产能预测方法 | |
| CN107044277B (zh) | 低渗透非均质油藏水平井重复压裂增产潜力评价方法 | |
| CN110334431A (zh) | 一种低渗透致密气藏单井控制储量计算及剩余气分析方法 | |
| CN107829718B (zh) | 基于均衡水驱理念的油藏井网及注采方案优化设计方法 | |
| CN110147561B (zh) | 一种含天然裂缝致密油气储层体积压裂缝网预测方法 | |
| CN104989357B (zh) | 一种选择致密油气藏重复压裂目标井的方法 | |
| CN104899411B (zh) | 一种储层产能预测模型建立方法和*** | |
| CN104134101A (zh) | 低渗透储层天然气产能预测方法 | |
| CN110608023B (zh) | 稠油分层注汽的适应性界限分析评价方法 | |
| CN109614736B (zh) | 一种海上稠油油田蒸汽吞吐开发定向井与直井产能倍数的确定方法 | |
| CN105868508A (zh) | 一种基于气测录井信息的产能定量预测方法 | |
| CN104091069A (zh) | 确定非均质储层各层位和位置驱油效率和波及系数的方法 | |
| CN116127675A (zh) | 一种页岩油水平井体积压裂最大可采储量的预测方法 | |
| Dongqi et al. | Fine classification of ultra-low permeability reservoirs around the Placanticline of Daqing oilfield (PR of China) | |
| CN108319738A (zh) | 一种页岩气井产量预测方法 | |
| CN106223941A (zh) | 基于测井资料的页岩气储层有机孔隙度确定方法 | |
| CN105863625B (zh) | 一种致密油藏五元系数分类评价方法 | |
| CN105005712A (zh) | 灰岩含水层富水性评价方法 | |
| CN116658155A (zh) | 一种页岩气井产量预测的方法 | |
| CN112049629B (zh) | 一种基于甲型水驱特征曲线的缝洞型油藏采收率预测方法 | |
| CN109710965A (zh) | 一种水平井人工压裂裂缝参数有效性的评价方法 | |
| CN112035993B (zh) | 一种底部定压的碳酸盐岩储层测试评价方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |